2019-2020年高考化學(xué) 空氣資源 氨的合成單元過關(guān)練(含解析)魯教版選修3.doc
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2019-2020年高考化學(xué) 空氣資源 氨的合成單元過關(guān)練(含解析)魯教版選修3 1.下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.用陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水制取燒堿 B.將黏土和石灰石研磨成粉末,再混合均勻即可得普通水泥 C.目前合成氨,沒有采用更大壓強(qiáng)是從設(shè)備和動(dòng)力要求方面考慮的 D.生產(chǎn)硫酸時(shí),接觸室內(nèi)熱交換器的作用是預(yù)熱進(jìn)入的爐氣和冷卻反應(yīng)生成的氣體 2.下列有關(guān)說法正確的是( ) A.陶瓷的主要成分是碳酸鈣 B.用鐵容器存放濃鹽酸 C.工業(yè)上利用氨氣制硝酸屬于人工固氮 D.硅是制造半導(dǎo)體的常用材料 3.工業(yè)生產(chǎn)中物質(zhì)的循環(huán)利用有多種模式。例如: 下列表述不正確的是( ) A.若圖I為合成氨,則其中N2、H2可循環(huán)使用 B.若圖I為合成SO3,則其中SO2、O2可循環(huán)使用 C.若圖Ⅱ?yàn)殡娊馊廴贛gCl2得到鎂,則其中HCl可循環(huán)使用 D.若圖Ⅲ為氨氧化法制硝酸,則其中NO2可循環(huán)使用 4.化學(xué)已經(jīng)滲透到人類生活的各個(gè)方面,下列說法正確的是( ) A.高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維,光導(dǎo)纖維遇強(qiáng)堿會(huì)“斷路” B.氮的固定只有在高溫、高壓、催化劑的條件下才能實(shí)現(xiàn) C.服用鉻含量超標(biāo)的藥用膠囊會(huì)對(duì)人體健康不會(huì)造成危害 D.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑,既能殺菌消毒又能凈水 5.下列敘述不正確的是( ) A.原子晶體、離子晶體、金屬晶體、分子晶體中都一定存在化學(xué)鍵 B.向煤中加入生石灰可減少對(duì)大氣的污染 C.完全由非金屬元素組成的化合物可以形成離子化合物 D.由氮?dú)鉃樵虾铣砂笔堑墓潭? 6.下列化工生產(chǎn)過程中,不涉及化學(xué)變化的是( ) A.硫酸廠用接觸法生產(chǎn)硫酸 B.煉鐵廠用熱還原法冶煉鐵 C.氮肥廠用氫氣和氮?dú)夂铣砂睔? D.煉油廠用分餾法生產(chǎn)汽油 7.下列有關(guān)說法正確的是( ) A.乙醇與濃硫酸170℃共熱,制得的氣體直接通入溴水,可檢驗(yàn)制得的氣體是否為乙烯 B.合成氨工業(yè)中,利用氨易液化,分離出N2、H2循環(huán)使用,可提高氨的產(chǎn)率 C.將(NH4)2Fe(SO4)26H2O溶于稀硝酸,滴加KSCN溶液出現(xiàn)血紅色,說明試樣已變質(zhì) D.由ⅠA族和ⅦA族的元素形成的離子晶體,晶體的結(jié)構(gòu)完全相同 8.工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下,請(qǐng)回答下列問題: (1)在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中,B設(shè)備的名稱是 ,其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (2)此生產(chǎn)過程中,N2與H2合成NH3所用的催化劑是 。1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨,xx年化學(xué)家格哈德埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程,示意圖如下: 分別表示N2、H2、NH3 。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面,圖②和③的含義分別是 、 。 (3)在合成氨的設(shè)備(合成塔)中,設(shè)置熱交換器的目的是 ;在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是 。 (4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物,可用如下兩種方法處理: 堿液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O NH3還原法:8NH3+6NO2催化劑△ 7N2+12H2O(NO也有類似的反應(yīng)) 以上兩種方法中,符合綠色化學(xué)的是 。 (5)某化肥廠用NH3制備NH4NO3。已知:由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%,則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量(不考慮其它損耗)的 %。 (6)硝酸銨是一種常用的氮肥,在貯存和使用該化肥時(shí),應(yīng)注意的事項(xiàng)及理由是: 注意事項(xiàng) 理由 ① ② 9.研究化肥的合成、廢水的處理等有現(xiàn)實(shí)的重要意義。 (1)硝酸銨的生產(chǎn)方法是采用硝酸與氨氣化合,工業(yè)合成氨是一個(gè)放熱反應(yīng),因此低溫有利于提高原料的轉(zhuǎn)化率,但實(shí)際生產(chǎn)中卻采用400~500℃的高溫,其原因是__________________;工業(yè)生產(chǎn)中,以氨氣為原料合成硝酸,寫出工業(yè)生產(chǎn)硝酸的最后一步的化學(xué)方程式________________________________。 (2)甲、乙、丙三個(gè)化肥廠生產(chǎn)尿素所用的原料不同,但生產(chǎn)流程相同: 已知CO+H2OCO2+H2①甲廠以焦炭和水為原料;②乙廠以天然氣和水為原料;③丙廠以石腦油(主要成分為C5H12)和水為原料。按工業(yè)有關(guān)規(guī)定,利用原料所制得的原料氣H2和CO2的物質(zhì)的量之比,若最接近合成尿素的原料氣NH3(換算成H2的 物質(zhì)的量)和CO2的物質(zhì)的量之比,則對(duì)原料的利用率最高。據(jù)此判斷甲、乙、丙三個(gè)工廠哪個(gè)工廠對(duì)原料的利用率最高?_____________________。 (3)將工廠廢氣中產(chǎn)生的SO2通過下列流程,可以轉(zhuǎn)化為有應(yīng)用價(jià)值的硫酸鈣等。 ①寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式:_________________________________。 ②生產(chǎn)中,向反應(yīng)Ⅱ的溶液中加入強(qiáng)還原性的對(duì)苯二酚等物質(zhì),目的是_____________。 ③檢驗(yàn)經(jīng)過反應(yīng)Ⅲ得到的氨態(tài)氮肥中所用試劑是_______________________。 (4)工業(yè)上利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品治理含二氧化硫的廢氣。下圖是氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖。 ①用溶液A吸收含二氧化硫的廢氣,其反應(yīng)的離子方程式是____________________。 ②用含氣體B的陽(yáng)極區(qū)溶液吸收含二氧化硫的廢氣,其反應(yīng)的離子方程式是_________________。 參考答案 1.B 【解析】 試題分析:使用陽(yáng)離子交換膜,生成的氯氣在陽(yáng)極,生產(chǎn)的氫氧化鈉在陰極,可避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量,故A正確;黏土和石灰石研磨成粉末需要高溫煅燒發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化得到普通水泥,故B錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng)既有利于增大合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率,又能使化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng),有利于NH3的合成,因此,從理論上講,合成氨時(shí)壓強(qiáng)越大越好,但在實(shí)際生產(chǎn)中,壓強(qiáng)越大,需要的動(dòng)力越大,對(duì)材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,這將會(huì)大大增加生產(chǎn)的投資,并可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益,故C正確;在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器,把不同溫度之間的氣體進(jìn)行熱交換,可預(yù)熱反應(yīng)氣體,冷卻生成氣體,可起到充分利用能源的目的,故D正確。 考點(diǎn):考查了化工生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)。 2.D 【解析】 試題分析:陶瓷的主要成分是硅酸鹽,A錯(cuò)。鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,因此不能用鐵容器存放濃鹽酸,B錯(cuò)。游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮元素的過程屬于氮固定,氨氣是化合物,利用氨氣制備硝酸不是氮的固定,C錯(cuò)。單質(zhì)硅可以導(dǎo)電,因此硅是制造半導(dǎo)體的常用材料,D對(duì)。 3.C 【解析】 試題分析:A.氮?dú)馀c氫氣在高溫高壓催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氨氣,由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng),氨氣容易液化,將氨氣分離出去后剩余的氮?dú)馀c氫氣可以重新回到合成塔中來合成氨氣,正確;B.SO2、O2在催化劑作用下發(fā)生化合反應(yīng)產(chǎn)生SO3,由于該反應(yīng)是可能反應(yīng),產(chǎn)生的SO3用濃硫酸吸收后剩余的SO2、O2回到接觸室中可以重新反應(yīng)產(chǎn)生SO3,故若圖I為合成SO3,則其中SO2、O2可循環(huán)使用,正確;C.電解熔融MgCl2得到鎂和氯氣,產(chǎn)生的氯氣可以與氫氣化合形成HCl,用于MgCl2溶液得到無水MgCl2,但是在電解過程中沒有HCl產(chǎn)生,因此不存在HCl循環(huán)使用,錯(cuò)誤;D.在氨催化氧化法制硝酸中,氨氣先氧化得到NO,NO氧化得到NO2, NO2被水吸收得到硝酸,和NO,NO再被氧化又得到NO2,NO2再被水吸收得到硝酸,故其中NO2可循環(huán)使用,正確。 考點(diǎn):考查工業(yè)生產(chǎn)中物質(zhì)的循環(huán)利用的知識(shí)。 4.D 【解析】 試題分析:A、制作光導(dǎo)纖維的原料是二氧化硅,故A錯(cuò)誤;B、生物固氮可在常溫下進(jìn)行,放電時(shí)N2與O2反應(yīng)生成NO,也屬于氮的固定,故B錯(cuò)誤;C、服用鉻含量超標(biāo)的藥用膠囊會(huì)對(duì)人體健康造成危害,故C錯(cuò)誤;D、高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性可以殺菌消毒,其還原產(chǎn)物為Fe3+,F(xiàn)e3+水解可生成Fe(OH)3膠體,具有吸附性,可起到凈水的作用。 考點(diǎn):本題考查物質(zhì)的性質(zhì)與用途。 5.A 【解析】 試題分析:A、固態(tài)稀有氣體為分子晶體,不含化學(xué)鍵,錯(cuò)誤;B、CaO能與煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染氣體SO2反應(yīng),可減少對(duì)大氣的污染,正確;C、完全由非金屬元素組成的化合物可以形成離子化合物,如NH4Cl等銨鹽,正確;D、游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為化合態(tài)為氮的固定,所以由氮?dú)鉃樵虾铣砂笔堑墓潭?,正確。 考點(diǎn):本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的性質(zhì)。 6.D 【解析】 試題分析:A、接觸法制硫酸中,需要硫鐵礦的氧化,二氧化硫的轉(zhuǎn)化,三氧化硫的吸收,涉及化學(xué)變化,錯(cuò)誤;B、用熱還原法冶煉鐵,是把化合態(tài)的鐵轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鐵,涉及化學(xué)變化,錯(cuò)誤;C、氫氣和氮?dú)獾幕现迫“睔猓婕盎瘜W(xué)變化,錯(cuò)誤;D、分餾法生產(chǎn)汽油是利用了物質(zhì)的沸點(diǎn)的不同,分離混合物的一種方法,不涉及化學(xué)變化,正確,答案選D。 考點(diǎn):考查對(duì)化工生產(chǎn)中發(fā)生化學(xué)變化的判斷 7.B 【解析】 試題分析:制備乙烯時(shí)容易產(chǎn)生副產(chǎn)物氣體SO2等還原氣體使溴水褪色,所以應(yīng)該先通過堿性洗氣瓶,A錯(cuò)誤;利用化學(xué)平衡原理,減小生成物的濃度、增大反應(yīng)物的濃度可以使平衡向正反應(yīng)移動(dòng),提高氨的產(chǎn)率,B正確;用硝酸溶解(NH4)2Fe(SO4)26H2O,容易把亞鐵離子氧化為鐵離子,所以滴加KSCN試劑必然顯紅色,不能說明變質(zhì),C錯(cuò)誤;由ⅠA族和ⅦA族的元素形成的離子晶體的結(jié)構(gòu)部完全相同,D錯(cuò)誤;故選B。 考點(diǎn):本題考查的是有機(jī)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)平衡、離子檢驗(yàn)、晶體等基礎(chǔ)知識(shí)。 8.(1)氧化爐,4NH3+5O24NO+6H2O (2)鐵砂網(wǎng)(或鐵)。N2、H2被吸附在催化劑表面;在催化劑表面,N2、H2中化學(xué)鍵斷裂 (3)利用余熱,節(jié)約能源;使NO循環(huán)利用,全部轉(zhuǎn)化成HNO3 (4)NH3還原法 (5)53 (6)①不能與堿性肥料混施;硝酸銨溶液呈酸性; ②不能劇烈撞擊;硝酸銨易爆炸; ③不能在雨水較多的地區(qū)使用 硝酸銨吸收性強(qiáng),易流失。 【解析】(1)工業(yè)制硝酸用氨氧化法制硝酸,其方法以氨和空氣為原料,用Pt-Rh合金網(wǎng)為催化劑在氧化爐中進(jìn)行,加熱條件下生成NO和水,NO在冷卻與O2反應(yīng)生成NO2,NO2在吸收塔內(nèi)用水吸收過量空氣中O2的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸。最高濃度可達(dá)50%。制濃硝酸就是把50%HNO3與Mg(NO3)2或濃H2SO4蒸餾而得。方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。 (2)N2和H2合成NH3所用催化劑是鐵,由圖知②所示N2和H2被吸附在催化劑表面,而圖③表示在催化劑表面,N2、H2中化學(xué)鍵斷裂。 (3)在合成氨的設(shè)備(合成塔)中,設(shè)置熱交換器的目的是利用余熱,節(jié)約能源;在合成硝酸的吸收塔中不斷通入空氣,目的是提供充足的氧氣,以便使NO循環(huán)利用,全部轉(zhuǎn)化成硝酸; (4)根據(jù)“綠色化學(xué)”要求,從根本上減少或杜絕污染,盡可能使原料和利用率提高來看,符合綠色的要求。 (5)由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%。 根據(jù)氮原子守恒可知:NH3—NO—HNO3,則1mol NH3可得硝酸為 1mol96%92%=0.8832mol;由HNO3—NH3—NH4NO3,則該反應(yīng)消耗的氨氣的物質(zhì)的量為0.8832mol,氨氣的質(zhì)量之比等于物質(zhì)的量之比,硝酸所用去的NH3的質(zhì)量占總消耗NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1mol/(1mol+0.8832mol)100%=53.1%. (6)根據(jù)硝酸銨的性質(zhì)來解答,由于硝酸銨受到撞擊時(shí)易爆炸。因此硝酸銨不能與易燃物混放;不能用鐵錘等物將結(jié)塊的硝酸銨砸碎;硝酸銨溶液呈酸性,所以不能與堿性肥料混施。 9.(1)催化劑的活性較大,提高反應(yīng)速率(1分),3NO2+H2O=2HNO3+NO,(2分) (2)丙(2分) (3)①2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2(2分)②防止亞硫酸銨被氧化(2分)③鹽酸和氯化鋇(2分) (4)①SO2+OH-=HSO3-(2分)②SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-(2分)) 【解析】 試題分析:(1)高溫盡管不利于氨的生成,但在此溫度下催化劑的活性較大,可以提高反應(yīng)速率,用氨氣合成硝酸通過了氨氣氧化生成一氧化氮,一氧化氮生成二氧化氮,然后用水與二氧化氮反應(yīng)生成硝酸的三個(gè)階段。 (2)甲、乙、丙的主要反應(yīng)分別為:C+H2O(g) CO+H2,CH4+H2OCO+3H2,C5H12+5H2O5CO+11H2;三個(gè)工廠都把一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳,所以氫氣和二氧化碳的比例分別為2:1,4:1,16:5。而合成尿素的氫氣和二氧化碳的比例為3:1,所以丙的利用率最高。 (3)①根據(jù)反應(yīng)物和生成物,寫成反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式。②加入強(qiáng)還原性的對(duì)苯二酚等物質(zhì),目的是防止亞硫酸銨被氧化。③檢驗(yàn)硫酸根離子用鹽酸和氯化鋇,看有無白色沉淀。 (4)①二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉。②陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生的氣體為氯氣,與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸和鹽酸。 考點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)條件的選擇,氧化還原反應(yīng),電解原理的應(yīng)用。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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